[工程材料与热处理]大纲

高纲057910

江苏省高等教育自学考试大纲

05791 工程材料与热加工

南京工程学院编

江苏省高等教育自学考试委员会办公室

一、课程性质及其设置目的与要求

（一）课程性质和特点

《工程材料与热加工》课程是我省高等教育自学考试数控加工与模具设计专业（本科段）的一门重要的专业课程，本课程的主要目的是使学生掌握材料组织性能的基本理论及影响其变化规律的各种因素，重点获得有关改变金属内部组织从而使性能发生变化的基本原理和工艺方法；熟悉工程结构与机械零件常用的各种材料的基本理论知识和性能特点，从而使其能够根据工程要求正确地选择和制订合适的热处理工艺，初步具备合理选择材料和使用材料、正确选择加工方法及安排制订加工工艺路线的能力，为后继有关课程的学习奠定必要的材料学基础。

（二）本课程的基本要求

本课程共分为十章。重点阐述金属材料的热处理基本原理及常用的热处理工艺方法；工程材料的性能与其组织结构之间的联系；说明如何通过工艺手段改变材料的组织结构，以达到提高材料性能的目的；介绍常用工程材料及其应用等基本知识；为模具设计和制造提供合理应用材料、加工材料的方法。通过本课程的学习，应达到以下要求：

１、掌握材料学的基础知识； ２、熟悉模具工程材料的基本性能；

３、掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系； ４、熟悉热处理原理和各种热处理工艺；

５、掌握常用工程材料的组织、性能及应用；

6、具备根据工件使用条件和性能要求，对其进行合理选材的初步能力。

（三）本课程与相关课程的联系

工程材料与热处理课程包括材料学、材料工艺学、金属热处理等方面的内容，具有材料科学和工程学科交叉的特点，因此在学习本课程前应先修《大学物理》、《工程力学》，并要求已进行金工实习，以利于学生更好地理解和掌握本课程的教学内容。

二、课程内容与考核目标

绪论

（一）课程内容

材料概况介绍；工程材料的分类；热处理在工程上应用意义；课程性质、内容与教

学目标。

（二）学习要求

明确学习本课程的目的和意义；了解本课程的主要内容；了解工程材料的种类及它们的基本性能特点。掌握课程学习方法。

（三）考核知识点和考核要求

1、了解：本课程教学的主要内容 ；

2、了解：工程材料与热处理的分类及应用。 3、了解：本课程与专业的关系

第一章 材料的性能

（一）课程内容

本章主要介绍材料的力学性能，简要介绍材料的物理性能、化学性能、工艺性能等。本章结束后安排2课时的实验，内容为：硬度计的使用及金属硬度测试。

（二）学习要求

本章以材料的强度、塑性、韧性、硬度、疲劳等力学性能为重点；化学、物理性能和工艺性能性能作为一般性了解。

（三）考核知识点和考核要求

1、 领会：化学、物理性能和工艺性能性能。

2、 掌握：强度、塑性、韧性、硬度、疲劳等力学性能及应用。 3、 熟练掌握：常用的力学性能指标。

第二章 材料的结构

（一）课程内容

本章介绍结合键、晶体结构理论、晶体缺陷理论，重点介绍金属材料的晶体理论。

（二）学习要求

了解晶体结构的基本知识；掌握三种典型的金属晶体结构；掌握晶体缺陷的种类和特点。关于离子和分子晶体内容不做考核要求。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：晶体结构的基本知识。 2、掌握：晶体缺陷的种类和特点。

3、 熟练掌握：金属材料典型的三种晶体结构和三种晶体缺陷。

第三章 材料结晶理论

（一）课程内容

本章介绍纯金属结晶、合金的结晶与相图、合金相结构、相图分析和应用、铸态组织与冶金缺陷。

（二）学习要求

掌握合金的相结构和相图，掌握纯金属及合金的结晶特点；了解铸态组织与冶金缺陷。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：纯金属及合金的结晶。 2、掌握：合金的相结构和相图。

3、熟练掌握：固溶强化的概念及工程意义。

第四章 材料改性理论

（一）课程内容

本章介绍材料塑性变形理论、金属的冷塑性变形、金属的热塑性变形、金属强化理论及其应用。

（二）学习要求

掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，掌握加工硬化本质及工程意义；熟悉再结晶的概念；熟悉强化金属材料的四种方式。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：塑性变形的特点和意义；冷、热加工概念。

2、掌握：塑性变形组织的变化及其对性能的影响。 3、熟练掌握：加工硬化概念及应用。

第五章 铁碳合金相图与应用

（一）课程内容

本章介绍铁碳合金基本相；铁碳相图分析；铁碳合金成分、组织与性能的关系；铁碳相图的应用简介。在本章结束后安排2课时的实验，内容为：金相显微镜的使用与铁碳合金平衡组织观察。

（二）学习要求

要求了解铁碳相图；熟悉铁碳合金基本相的性质；掌握不同成分的铁碳合金在室温下的平衡组织；掌握铁碳合金化学成分和组织对性能影响的规律。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：铁碳合金的结晶过程。

2、掌握：合金中基本相的性质；铁碳合金化学成分和组织对性能的影响。 3、熟练掌握：铁碳合金的分类、常温下的组织。

第六章 钢的热处理

（一）课程内容

本章是课程重点，主要介绍热处理原理、整体热处理工艺、表面热处理和化学热处理、淬透性和淬硬性概念、热处理应力与变形开裂。

（二）学习要求

掌握钢的热处理原理四大转变及影响因素；掌握整体热处理的四种工艺、表面热处理和化学热处理工艺；熟悉模具制造过程中的常用的热处理工艺方法。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：热处理的概念和分类。

2、熟练掌握：热处理原理和热处理工艺方法。

3、熟练掌握：奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体组织及其性能。

第七章 钢铁材料

（一）课程内容

本章介绍合金元素在钢中的主要作用、钢的分类与牌号；重点介绍常用的结构钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模材料的成分特点、热处理工艺、组织、性能和应用。对特殊性能钢及铸铁等工程材料作一般性介绍。

（二）学习要求

本章是课程重点，要求熟悉常用的结构钢、模具钢的分类及常用材料牌号；掌握各种常用模具钢的成分特点、性能、热处理工艺及应用；了解不锈钢、常用铸铁的成分特点、热处理工艺、组织、性能和应用。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：杂质元素对力学性能的影响、合金元素在钢中的主要作用。 2、掌握：不锈钢及铸铁的成分特点、热处理工艺、组织、性能和应用。

3、熟练掌握：常用结构钢、模具钢的牌号、热处理工艺、性能特点及其应用。

第八章 有色金属材料

本章侧重介绍铝及铝合金、铜及铜合金的性能及其应用，其余内容由学生自学且不进行考核。

（二）学习要求

掌握铝合金和铜合金的成分、组织、性能及其应用。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：铝合金和铜合金的分类。

2、掌握：铝合金和铜合金的性能及其在工程中的应用

第九章

（一）课程内容

高分子材料

本章简要高分分子材料的基本性能、特点及应用。

（二）学习要求

了解高分子材料的分类方法及它们的应用；掌握工程塑料的性能、特点及应用，其他部分由学生自学且不进行考核。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：高分分子材料基本概念。

2、掌握：掌握常用工程塑料的性能及应用。

第十章

（一）课程内容

本章简要介绍陶瓷材料的性能特点及其应用。

陶瓷材料

（二）学习要求

了解陶瓷材料的制备过程；掌握陶瓷材料的结构及性能特点，其余内容由学生自学且不进行考核。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：陶瓷材料的分类。

2、掌握：陶瓷的性能特点及其在工程中的应用

第十一章 复合材料

（一）课程内容

本章简要介绍复合材料的结构、性能及其应用。

（二）学习要求

了解常用复合材料的性能及应用，其余内容由学生自学且不进行考核。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：复合材料的结构特点。

2、了解：了解常用复合材料的性能及应用。

第十二章 材料表面技术

本章简要介绍工程上常用的化学镀、电镀、热浸镀表面处理工艺及应用。

（二）学习要求

了解常用表面处理工艺特点及应用，其余内容由学生自学且不进行考核。。

（三）考核知识点和考核要求

了解化学镀、电镀在工程中的应用。

第十三章 工程材料的选择与应用

（一）课程内容

本章介绍模具常见的失效形式及失效原因、模具选材的原则和方法、典型模具的选材和制造工艺分析。

（二）学习要求

掌握常用模具的选材、工艺的制订和热处理工艺的安排。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：模具常见的失效形式及可能引起失效的原因。 2、掌握：模具的选材和热处理工艺制订的程序 4、 熟练掌握：典型模具的选材方法和制造工艺。

三、有关说明和实施要求

（一）关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明

在大纲的考核要求中，提出了“领会”、“掌握”、“熟练掌握”等三个能力层次的要求，它们的含义是：

1、领会：要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容，并能够林归和理解规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能根据考核的不同要求，作出正确的解释、说明和阐述。

2、掌握：要求应考者掌握有关的知识点，正确理解和记忆相关内容的原理、方法步骤等。

3、重点掌握：要求应考者必须掌握的课程中的核心内容和重要知识点。

（二）自学教材与学时分配

本课程使用教材为：《机械工程材料》（第2版），王章忠主编，机械工业出版社，2007年版。课程共4学分，每学分18学时。其中课程占3学分，各章授课时数分配见下表；实验周占1学分，其实验周教学大纲见附件。

（三）自学方法的指导

本课程作为一门的专业课程，综合性强、内容多、难度大，应考者在自学过程中应该注意以下几点：

1、学习前，应仔细阅读课程大纲的第一部分，了解课程的性质、地位和任务，熟悉课程的基本要求以及本课程与有关课程的联系，使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。

2、在阅读某一章教材内容前，应先认真阅读大纲中该章的考核知识点、自学要求和考核要求，注意对各知识点的能力层次要求，以便在阅读教材时做到心中有数。

3、阅读教材时，应根据大纲要求，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每个知识点。对基本概念必须深刻理解，基本原理必须牢固掌握，在阅读中遇到个别细节问题不清楚，在不影响继续学习的前提下，可暂时搁置。

4、学完教材的每一章节内容后，应认真完成教材中的习题和思考题，这一过程可有效地帮助自学者理解、消化和巩固所学的知识，增加分析问题、解决问题的能力。

（四）对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的层次，并深刻理解各知识点的考核要求。

3、对应考者进行辅导时，应以指定的教材为基础，以考试大纲为依据，不要随意增删内容，一面与考试大纲脱节。

4、辅导时应对应考者进行学习方法的指导，提倡应考者“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动提出问题，依靠自己学懂”的学习方法。

5、辅导时要注意基础、突出重点，要帮助应考者对课程内容建立一个整体的概念，对应考者提出的问题，应以启发引导为主。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导应考者逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题、分析问题、作出判断和解决问题。

7、要使应考者了解试题难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。

（五）关于命题和考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的考核要求中，各条细目都是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。

2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“领会”20%，“掌握”40%，“熟练掌握”为40%。

3、试题难易程度要合理，可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在各份试卷中所占的比例约为2：3：3：2。

4、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、名词解释、简答题及问答题（包括论述题）等类型（见附录题型示例）。

5、考试方式为闭卷笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制，60分为及格。

附录 题型举例

一、选择题

如： 随着钢的含碳量的增加，二次渗碳体从奥氏体中开始析出的温度 A ．升高； B ．降低； C ．不变。

二、填空题

如： 是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

三、名词解释

如：奥氏体

四、简答题

如：简述固溶强化的原因。

五、问答题或论述题

如：能否采用表面强化方法显著提高该连杆的工作性能？为什么？